如何使方法返回类型泛型化：摆脱类型转换的困扰

2024-03-18 09:39:40

如何使方法返回类型泛型化：告别类型转换的麻烦

引言

在面向对象编程中，经常会遇到这样的场景：父类的某个方法返回子类实例，但是我们无法确定具体的子类类型。这会导致大量的类型转换代码，既冗余又容易出错。本文将深入探讨如何使用泛型来解决这一问题，使方法返回类型泛型化，从而告别类型转换的烦恼。

问题陈述

以一个动物园管理系统为例，我们有一个基类Animal，它有各种子类，例如Dog、Duck和Mouse。每个动物都有朋友列表，我们可以通过addFriend方法添加朋友。

public class Animal {
    private Map<String, Animal> friends = new HashMap<>();

    public void addFriend(String name, Animal animal) {
        friends.put(name, animal);
    }

    public Animal callFriend(String name) {
        return friends.get(name);
    }
}

现在，假设我们创建了一只老鼠jerry，并为它添加了朋友spike（一只狗）和quacker（一只鸭子）。

Mouse jerry = new Mouse();
jerry.addFriend("spike", new Dog());
jerry.addFriend("quacker", new Duck());

要让jerry与它的朋友交互，我们需要使用类型转换，这不仅冗余而且容易出错：

((Dog) jerry.callFriend("spike")).bark();
((Duck) jerry.callFriend("quacker")).quack();

使用泛型的解决方案

为了解决类型转换的问题，我们可以使用泛型来使方法返回类型泛型化。具体来说，我们可以修改callFriend方法如下：

public <T extends Animal> T callFriend(String name, Class<T> animalType) {
    return animalType.cast(friends.get(name));
}

在这个修改后的版本中，我们使用泛型类型参数T，它必须继承自Animal类。此外，我们添加了一个animalType参数，它指定了要返回的特定子类类型。

现在，我们可以这样使用callFriend方法：

jerry.callFriend("spike", Dog.class).bark();
jerry.callFriend("quacker", Duck.class).quack();

这种方法的好处显而易见：它消除了冗余的类型转换代码，并提高了代码的可读性和维护性。

使用instanceof找出返回类型

如果你不希望传递要返回的子类类型，还有一种方法可以使用instanceof运算符动态地找出返回类型。

public <T extends Animal> T callFriend(String name) {
    T friend = friends.get(name);
    if (friend instanceof Dog) {
        return (Dog) friend;
    } else if (friend instanceof Duck) {
        return (Duck) friend;
    } else {
        return (T) friend;
    }
}